【超濾技術(shù)在樣品前處理中的應(yīng)用探究10000字（論文）】

超濾技術(shù)在樣品前處理中的應(yīng)用研究摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,業(yè)內(nèi)對(duì)樣品前處理技術(shù)越來(lái)越重視,因?yàn)槠淠茉诤艽蟪潭壬峡梢杂绊憣?shí)驗(yàn)的精確度與靈敏度，樣品前處理技術(shù)逐漸成為世界各國(guó)相關(guān)學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。普遍用作前處理的方式有固相微萃取,液相微萃取;除此之外,微透析,固相提純萃取等技術(shù)同樣是較常用的方法。超濾法工藝因?yàn)槠湄S富的利用率與對(duì)環(huán)境無(wú)污染所以被慢慢應(yīng)用到眾多領(lǐng)域。超濾法工藝的萃取技術(shù)獲得大眾的密切關(guān)注是由于操作方便,實(shí)驗(yàn)研究耗費(fèi)的時(shí)間短,經(jīng)濟(jì)成本非常低。因樣本檢測(cè)是人們環(huán)境檢測(cè)、食品質(zhì)量安全、生物制藥中必不或缺的操作流程,它認(rèn)為是一種可以有效地防范和抑制人們患上各類(lèi)慢性病,因而,對(duì)樣本前處理的診斷與分析現(xiàn)已是現(xiàn)階段世界各國(guó)人們廣泛熱議的一個(gè)話(huà)題。在樣本分析中，大分子的剝離或清除，通常是樣品前處理最主要的目的和關(guān)鍵步驟，此步驟不但影響分析結(jié)果的精確度與準(zhǔn)確度，而且還是影響工作效率的關(guān)鍵所在。關(guān)鍵詞：樣品前處理技術(shù)；樣本分析；超濾技術(shù)應(yīng)用目錄12380引言 引言近年來(lái)，各種類(lèi)型分析技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展獲得了迅速的進(jìn)步，若想嚴(yán)格把控藥物品質(zhì)，藥物檢測(cè)也一定要與時(shí)俱進(jìn)，選擇更為尖端的技術(shù)與方法。在實(shí)踐應(yīng)用中，如果檢測(cè)和分析的對(duì)象非常錯(cuò)綜復(fù)雜，那就需要獲取復(fù)雜混合物質(zhì)當(dāng)中的痕量元素以展開(kāi)分析與檢測(cè)。由于會(huì)有非常多的干擾物，假如直接對(duì)樣品展開(kāi)檢測(cè)或分析，不但會(huì)對(duì)結(jié)果造成很大的影響甚至?xí)寣?shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的錯(cuò)誤，并且很有可能導(dǎo)致試驗(yàn)對(duì)象很難被儀器直接檢測(cè)出來(lái)，從而對(duì)儀器造成極大的損傷，減少儀器使用效率。不難看出在檢測(cè)分析過(guò)程當(dāng)中，獲取有效成分進(jìn)行最合適的分析是個(gè)無(wú)法避開(kāi)的難題。因而，對(duì)分析的樣品進(jìn)行一定的前處理也就變得非常重要[1]。在實(shí)驗(yàn)中，首先要明確此次實(shí)驗(yàn)主要的目的，選取適合此次的分析方法和要用到的儀器，適合樣品的前處理過(guò)程，測(cè)量獲取實(shí)際樣品，處理測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，這些都是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)流程，上述提及的流程都缺一不可。在這當(dāng)中樣品預(yù)處理又是決定著實(shí)驗(yàn)?zāi)芊袢〉美硐虢Y(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于游離性藥物，低含量微量分析與檢測(cè)或者與蛋白質(zhì)融合型藥物同樣需要樣品預(yù)處理[2]。前處理技術(shù)的質(zhì)量會(huì)決定分析的結(jié)果能否可靠。將待分析物從其機(jī)質(zhì)提取出來(lái)、分離開(kāi)來(lái)，另外兼顧凈化、富集的功效，從而實(shí)現(xiàn)提升精確性、特異性及靈敏性的效果。最理想的分析樣品處理方法一般選擇效率高，即萃取分離效率好，具有凈化等效果，且操作簡(jiǎn)便，處理流程少，從而降低多個(gè)步驟處理對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的破壞和經(jīng)濟(jì)成本的損失。因而，靈敏度高，迅速，簡(jiǎn)單的樣品處理方法變成了當(dāng)下的研究重點(diǎn)。較為理想的樣品前處理方法主要需具備以下這些特征：（1）方法選擇較多；（2）操作簡(jiǎn)便的流程少；（3）優(yōu)良的回收利用率與可重復(fù)性；（4）對(duì)環(huán)境污染度低。近些年來(lái)，最常用的樣品前處理技術(shù)多數(shù)為離線(xiàn)方法，包含：固相萃取、液相微萃取、超臨界流體萃取等。除此之外，微透析，超濾法等技術(shù)同樣是較常用的一些方法。不過(guò)目前一些技術(shù)對(duì)于很多有害物及細(xì)小微生物沒(méi)有辦法進(jìn)行分解，因而非常容易會(huì)給生活水源造成很大的影響，難以保證大眾的身體安全。超濾膜技術(shù)則是一個(gè)比較現(xiàn)代化的分離技術(shù)，能夠運(yùn)用高分子過(guò)濾網(wǎng)，將不同物質(zhì)展開(kāi)互相分離，并且在廢水處理的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)方面也非常明顯，這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣泛，可以用在生活飲用水的處理還有污水處理等方面，其整體應(yīng)用性也比較高。

第一章樣品前處理技術(shù)1.1固相萃取技術(shù)固相萃取通過(guò)吸附、洗脫的方法對(duì)樣品展開(kāi)剝離、凈化、聚集，能夠類(lèi)似地看成一個(gè)簡(jiǎn)單的色譜過(guò)程，這是一種包括固相、液相的物理提取過(guò)程，廣泛運(yùn)用于農(nóng)藥的測(cè)試分析的前處理方法，現(xiàn)階段固相萃取大多數(shù)對(duì)于目標(biāo)分子吸附力較弱，選擇吸附雜質(zhì)分子[3]。固相萃取的優(yōu)勢(shì)是再回收率高、可重復(fù)性好、用途廣泛、簡(jiǎn)易便捷，并可以做到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用和自動(dòng)操作。做為一種比較常見(jiàn)的固體氣相方法獲取礦物質(zhì)樣品前后的處理技術(shù)。固相礦物質(zhì)萃取處理工藝最先出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，這幾年來(lái)慢慢運(yùn)用在眾多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)例如樣品前后和處理過(guò)程實(shí)體模型中。固相分離萃取關(guān)鍵技術(shù)包含固體氣相和液相這兩種固體物理分離的處理工藝，其技術(shù)生成與應(yīng)用主要是歷經(jīng)了液相固體氣相分離萃取及液相柱的色譜等多個(gè)技術(shù)，固相分離萃取則充分利用了具備選擇性固相吸附和全自動(dòng)裂解液相柱色譜這兩個(gè)方法的固相分離萃取技術(shù)。固相生物萃取法中，它主要是吸附預(yù)測(cè)化學(xué)萃取制劑成分類(lèi)型亦是固相的，實(shí)驗(yàn)操作中，我們一般能通過(guò)直接萃取應(yīng)用固體液相生物萃取當(dāng)中的有機(jī)溶劑對(duì)液體固相中主要待用預(yù)測(cè)吸附試劑成分的穩(wěn)定性進(jìn)行直接吸附和預(yù)測(cè)萃取，通過(guò)相應(yīng)的萃取時(shí)長(zhǎng)，待用預(yù)測(cè)吸附試劑成分就能被直接吸附在固體液相生物萃取當(dāng)中的有機(jī)溶劑上，然后通過(guò)直接使用合適的固相化學(xué)萃取有機(jī)溶劑或是能夠加熱于水解析的有機(jī)溶劑將這其中的主要待用預(yù)測(cè)吸附試劑成分進(jìn)行清理之后再清洗下，實(shí)現(xiàn)固體液相生物萃取的預(yù)測(cè)吸附萃取目的，能獲得整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作流程以及這當(dāng)中的主要待用預(yù)測(cè)吸附試劑成分[4]。圖1-1固相萃取裝置根據(jù)世界各國(guó)有關(guān)文獻(xiàn)記述，固體液相礦物質(zhì)萃取的檢測(cè)技術(shù)從總體上我們可以把其劃分為以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟，其中第一個(gè)關(guān)鍵步驟首先要固相活化，隨后開(kāi)始進(jìn)行冷水出樣清洗階段，接著開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)水噴淋清洗出樣階段，在最后才能進(jìn)行固相消除和深度洗脫等方面的檢測(cè)。固相生物抽提的溶劑剝離關(guān)鍵原理和操作工藝特性固相及對(duì)固體溶劑的特點(diǎn)選擇等都和它的剝離有著諸多的共同之處，它的溶劑洗脫或是溶劑保留剝離機(jī)制則是取決于被實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的固相成分及固相萃取吸附的溶劑在固體液相抽提微粒表面剝離所需的可以同時(shí)攜帶多種活性基本能團(tuán)，此外，它也在一定程度上取決于被實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到的固相成分和其它固相顆粒間剝離需要的可以同時(shí)存有的耦合作用力[5]。實(shí)驗(yàn)操作中主要處理包含兩個(gè)不同的直接洗脫工藝，一旦被直接檢測(cè)到的主要成分構(gòu)件與在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中所使用的需要直接選擇的固相化學(xué)提純劑和抽提物溶劑間的相互親和力要低于其在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中所需存在的多種化學(xué)物質(zhì)間的耦合作用力，這樣的話(huà)，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中被直接檢測(cè)出的化學(xué)物質(zhì)也就不會(huì)被完全地清洗掉。在這樣新型實(shí)驗(yàn)的研究過(guò)程當(dāng)中，我們廣泛認(rèn)為所采用的模型是第二種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?.2分散固相萃取技術(shù)分散固相萃取技術(shù)是將基質(zhì)與吸附顆粒物一起裝柱，選取最合適的溶液，對(duì)樣品做好洗脫，可以一同實(shí)現(xiàn)樣品的抽提與純化，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)?；|(zhì)固相萃取提取率高，使用的溶液少，被廣泛應(yīng)用于瓜果，蔬菜中污染物的檢測(cè)?；|(zhì)固相分散技術(shù)不可用在某些采樣量比較大的樣品檢測(cè)上。1.3固相微萃取技術(shù)固相微萃取技術(shù)是在固相萃取的基礎(chǔ)之上衍生出來(lái)的新型樣品前處理技術(shù)，萃取劑為具有選擇吸附力涂層。固相微萃取無(wú)需使用溶液，而且還是集取樣、抽提、精煉、進(jìn)樣為一體的樣品前處理方法。固相微萃取的基本原理就是在微量自動(dòng)進(jìn)樣器注射針頭涂上一層固定劑或者鍵合一層固定相，再把它插進(jìn)樣品液中，抽提、精煉化合物，然后將樣器插進(jìn)，使待測(cè)物進(jìn)入到分析器進(jìn)而展開(kāi)分析檢測(cè)。首先通過(guò)對(duì)抽提材質(zhì)的差異研究，能夠發(fā)現(xiàn)該方法不但可以有效提升基質(zhì)的抽取效果而且還能對(duì)目標(biāo)化合物進(jìn)行精煉從而達(dá)到富集抽提的效果。其次此方法用時(shí)很少，儀器使用方便，精確度較理想，而且減少再度污染，極大地提高了檢測(cè)的速度。因此，固相微萃取適用范圍要大一些[6]。固相微萃取技術(shù)，頂空固相微萃取可以在樣品基質(zhì)上端對(duì)研究物進(jìn)行抽提，所以其能從土壤里直接抽提揮發(fā)出的酚類(lèi)物質(zhì)。在考慮效率的問(wèn)題，就是應(yīng)對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)內(nèi)含不一樣的官能團(tuán)而呈現(xiàn)出的易揮發(fā)差異問(wèn)題，這就需要耐心地進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，記錄每次數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行總結(jié)，從而尋找出覺(jué)得較為有效的方法并且對(duì)裝置進(jìn)行改善，本實(shí)驗(yàn)選用一種用來(lái)商用固相微萃取探頭的簡(jiǎn)易冷萃取裝置，是一種成本較低、迅速、簡(jiǎn)單的樣品前處理方法，結(jié)合GC-MS檢測(cè)儀，可以直接用以土壤樣品中酚類(lèi)物質(zhì)的無(wú)溶液萃取分析[7]。1.4液-液萃取技術(shù)液-液萃取，是指兩種聚合物或者聚集物與水鹽溶液混合而成。聚合物之間或者聚合物與鹽的分離，從而形成兩相關(guān)聯(lián)。這是近年來(lái)極具前景的新分離技術(shù)。技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，從瑞典隆德大學(xué)發(fā)現(xiàn)液-液萃取系統(tǒng)到德國(guó)國(guó)家生物工程研究中心，將兩級(jí)水分離技術(shù)運(yùn)用到生物產(chǎn)品分離中去，雖然僅有20年的歷史，但是這樣技術(shù)已經(jīng)成功運(yùn)用于蛋白質(zhì)、核酸、病毒等生物制品的分離純化以及生物轉(zhuǎn)化和生物分析。形成機(jī)理：兩種水溶性聚合物混合形成兩相，系統(tǒng)熵和分子之間的互動(dòng)性的增大，要看分子的數(shù)量以及分子之間的互動(dòng)，從而增加分子的數(shù)量。有大量聚集物的分子聚集物可以在混合徑流中起到引領(lǐng)作用，并以此來(lái)確定集聚物溶液的混合效果。當(dāng)它們不相容并被排斥時(shí)，它們的結(jié)構(gòu)就無(wú)法被滲透，導(dǎo)致一個(gè)分子圍繞著同一個(gè)分子，達(dá)到平衡，構(gòu)成兩個(gè)聚合物相[8]。有研究者表示，聚合物所引起的水溶液構(gòu)造變動(dòng)是推動(dòng)相分離的根本原因。液-液萃取技術(shù)基本原理與化合物類(lèi)似，液-液萃取也都是基于有機(jī)物在這當(dāng)中選擇性分布為原則。目標(biāo)物質(zhì)分成兩個(gè)階段步入系統(tǒng)后，由于環(huán)境因素、補(bǔ)充作用以及各種化學(xué)鍵的出現(xiàn)，上下兩階段的分布會(huì)有所差異，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離的效果。液-液萃取技術(shù)解決了有機(jī)溶液取得食物營(yíng)養(yǎng)成分損害的影響，可使食物營(yíng)養(yǎng)成分的含量和安全系數(shù)得到提高。1.4.1分離蛋白質(zhì)在采用兩相水進(jìn)行蛋白質(zhì)分離時(shí)，大部分采用PGP作為形成物質(zhì)，形成聚合物和鹽水的上相。在相同的物質(zhì)條件下，PGP和不同種類(lèi)及鹽水含量直接影響分離效果；當(dāng)PGE溶液和鹽的種類(lèi)和含量相同時(shí)，分離純化蛋白的不同物質(zhì)之間存在顯著差異。因此，研究PGP相和鹽水相聚合物的具體類(lèi)型和相關(guān)含量是有效分離蛋白質(zhì)的關(guān)鍵。1.4.2分離多糖與傳統(tǒng)方法相比，液-液萃取提取法在提高多糖比例和減少因其應(yīng)用而導(dǎo)致的活性損失方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)證明，結(jié)合超濾分離純化在提取多糖的試驗(yàn)中，根據(jù)氣相色譜驗(yàn)證表明，多糖的提取率為11.45%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的萃取率。1.4.3分離維生素維生素的液-液萃取分離是一種新型的分離純化技術(shù)，但目前大部分試驗(yàn)都是以標(biāo)準(zhǔn)化樣品為原料，確定分離純化參數(shù)，再運(yùn)用到維生素的分離和測(cè)定中。對(duì)于同類(lèi)型的食物、同類(lèi)型的食品，材質(zhì)成分的復(fù)雜會(huì)對(duì)維生素的純化有很大的影響，因此在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)不同種類(lèi)的成分來(lái)決定維生素的分離水平。正確選擇液-液萃取成分、檢測(cè)時(shí)間、環(huán)境溫度等，是提高維生素分離成效的最佳路徑[9]。1.4.4分離食品用酶在生物酶和食物酶液-液萃取相體系的抽提與應(yīng)用方面的探討較早，相關(guān)研究也是非常多的。近些年，在食品及工業(yè)中，主要是抽提和分離活性食品酶，如胰蛋白酶、淀粉酶、果膠酶和水解酶。液-液萃取技術(shù)是屬于一種生化分享的技術(shù)，其操作方便，能夠降低變性的概率。不同種類(lèi)酶分離所需要的凈化時(shí)間與酶活性也不盡相同，但分離凈化效果良好。因而，液-液萃取技術(shù)在酶分離凈化中有著非常寬闊的應(yīng)用價(jià)值[10]。1.4.5分離天然食用色素天然的食用色素盡管色澤飽滿(mǎn)，但不太好的風(fēng)味會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能與效果。液-液抽取相體系在能夠很好分離目標(biāo)色素以外，還可以比較好的去除色素當(dāng)中的怪味，兼具了分離與凈化，提升了生產(chǎn)率，減少了經(jīng)濟(jì)成本，并且操作工藝很簡(jiǎn)單。因而，液-液萃取技術(shù)在天然色素上的研究文獻(xiàn)日益增加，但是其抽取原理和被萃物的回收等諸多問(wèn)題還需要深入探討。1.4.6分離礦物質(zhì)跟傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比較，液-液萃取相體系對(duì)重金屬和有色金屬的分離與檢測(cè)有著綠色環(huán)保、廢料少、對(duì)人體健康沒(méi)有傷害、使用成本較低、能消除其余離子的干擾，具有較強(qiáng)可選擇性和靈敏性及工藝流程比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效用于食品安全領(lǐng)域內(nèi)的重金屬分離與檢測(cè)[11]。1.4.7分離其它物質(zhì)液-液萃取技術(shù)目前還處在初期摸索階段，目前對(duì)于分離食用添加劑、食品危害殘余物，有很多操作性難題。因此目前大多數(shù)研究結(jié)論全是探究性、可能性比較強(qiáng)，還無(wú)法展現(xiàn)出兩級(jí)水萃取技術(shù)的效用。不過(guò)，兩級(jí)水萃取技術(shù)為分離食物成分帶來(lái)了新思維、新思維，同時(shí)也為分離食用添加劑及有害食物殘余物帶來(lái)了可行性。目前，液-液萃取分萃取技術(shù)仍處于食品添加劑與危險(xiǎn)食品分離的初級(jí)階段，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。目前大多數(shù)應(yīng)運(yùn)還不能更好地反映液-液萃取萃取技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。但這種技術(shù)卻開(kāi)辟了新的途徑，還提供了分離食品添加劑和食品危險(xiǎn)成分的可能性[12]。1.5基質(zhì)固相分散技術(shù)基質(zhì)固相分散技術(shù)是將基質(zhì)與吸附顆粒物一同裝柱，選取最合適的溶液，對(duì)樣品進(jìn)行洗脫，可以一起完成樣品的抽取與純化，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的時(shí)長(zhǎng)。基質(zhì)固相萃取提取率高，使用溶液少，被廣泛應(yīng)用于瓜果，蔬菜中污染物檢測(cè)當(dāng)中。基質(zhì)固相分散技術(shù)無(wú)法用在某些抽樣比較大的特殊樣品檢測(cè)當(dāng)中。基質(zhì)固相分散技術(shù)是一個(gè)能快速地達(dá)到樣品獲取和純化效果的前處理方法，基本原理與固相萃取法類(lèi)似，但樣品處理特性有所差別。固相萃取方法中樣品在純化的前后通常以液態(tài)或混懸液的樣式分布于不同溶液中，而基體固相分散技術(shù)中樣品在呈現(xiàn)出半干形態(tài)后，與固相萃取材質(zhì)混合后，以固體的方式進(jìn)行純化，純化后樣品存在不同種類(lèi)液態(tài)溶液中。相比于固相萃取法，基體固相分散技術(shù)可以避免操作、遷移液體過(guò)程中產(chǎn)生的損失，并且降低了溶液的使用量。Sun等制取了一批新型假分子印跡聚合物，可以作為氟喹諾酮類(lèi)高選擇性吸附劑，將這個(gè)吸附劑用在基質(zhì)固相分散技術(shù)中，可以在魚(yú)類(lèi)樣品中選擇性獲取8種氟喹諾酮類(lèi)藥物，供高效液相色譜-熒光檢測(cè)器檢測(cè)，檢出限為0.06~0.22ng/g，利用率在64.4%~102.7%之間，精密度為1.7%~8.5%，此方法在氟喹諾酮類(lèi)藥物的常規(guī)性分析上有著極大潛質(zhì)。Wang等制成了一個(gè)混合模版分子印跡聚合物，運(yùn)用MMIP開(kāi)發(fā)基質(zhì)固相分散法，可以同時(shí)獲取新鮮豬肉當(dāng)中的20種獸藥殘留物，供超高效液相色譜法測(cè)定。在基質(zhì)固相分散法的改進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，分別就淋洗溶液和洗脫溶液展開(kāi)了挑選和改善，改善后20種藥物的檢出限為0.5~3.0ng/g，利用率在74.5%~102.7%之間，此方法常用于肉類(lèi)食品中3類(lèi)獸藥殘留物的活性檢測(cè)。隨著該項(xiàng)技術(shù)與具有較高專(zhuān)屬性和高靈敏特征的儀器緊密結(jié)合，許多與該技術(shù)相匹配的特異性耗品被研發(fā)和應(yīng)用，基質(zhì)固相分散技術(shù)運(yùn)用于動(dòng)物源組織前處理時(shí)，也常常需要結(jié)合檢測(cè)需求制做特定的聚合物，然后進(jìn)行檢測(cè)方法的建設(shè)，相較于其他前處理技術(shù)更加具有針對(duì)性，有著可觀的發(fā)展前景。

第二章超濾技術(shù)2.1超濾技術(shù)的工作機(jī)理超濾膜的技術(shù)主要是利用濾膜來(lái)濾出廢水之中的雜物及有害物，這是一種比較常見(jiàn)的過(guò)濾分離技術(shù)。在環(huán)保工程當(dāng)污水深度處理過(guò)程中，超濾膜技術(shù)是很常用的。通常是將膜上端所存有的壓力做為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜作為過(guò)濾中的媒介，在膜受達(dá)到一定的壓力值的時(shí)候，溶液等成分會(huì)通過(guò)膜上邊的細(xì)孔，進(jìn)入膜的另一邊，進(jìn)而具有相應(yīng)的純化、分離和萃取的效果。超濾膜技術(shù)對(duì)雜質(zhì)的過(guò)濾效果也是非常不錯(cuò)的，并且也能過(guò)濾掉水里的藻類(lèi)生物，對(duì)某些有害物的實(shí)用價(jià)值同樣是非常有效的。2.2超濾技術(shù)的操作模式膜材質(zhì)是影響膜污染的關(guān)鍵因素之一，用于水處理的超濾膜材質(zhì)主要是有機(jī)聚合物，包含聚砜類(lèi)、氟材料、聚氯乙烯等。現(xiàn)階段經(jīng)常用到的是聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯，此類(lèi)材質(zhì)超濾膜具備良好的物理性能、耐熱和耐腐蝕性能。超濾膜孔道大小一般在1~100nm，因此能有效清除原水里的細(xì)菌、病原、膠體、大分子空氣污染物甚至是一部分病毒。為了能得到更好的滲透能力，超濾膜一般是不對(duì)稱(chēng)構(gòu)造，上層為是帶有小孔構(gòu)造的超薄分離層，下面一層是大孔載體層。因而，超濾膜的分離精密度與跨膜的阻力主要是看其分離層的特征，而載體層能夠確保薄膜材料的韌性。研究發(fā)現(xiàn)，薄膜材料表層親疏水性、粗糙度、電荷特性也是影響膜通量及污染行為的關(guān)鍵因素。親水膜表層因?yàn)榕c水體親和度高、易被水浸濕，可以提高膜通量及抗污水平。另外膜粗糙度與膜通量成正相關(guān)，膜表層會(huì)隨著粗糙度的提高而變化，從而提升膜的有效過(guò)濾范圍，光滑的膜表層易生成高密度污染層，很難根據(jù)物理清洗清除；而粗糙膜表層則更偏重于生成松散的污染層，易通過(guò)反洗或表層沖洗清除。膜表層有著帶電官能團(tuán)和膜表層對(duì)于某些特殊離子的優(yōu)先吸附作用被普遍認(rèn)為是膜表層帶電的重要原因，由于靜電作用的出現(xiàn)，正電污染物質(zhì)比較容易堆積于負(fù)電膜表層，進(jìn)而加重污染。2.3超濾技術(shù)的特點(diǎn)該項(xiàng)技術(shù)是一個(gè)較為典型的物理技術(shù)，無(wú)需使用化學(xué)劑，而主要通過(guò)高分子分離膜去進(jìn)行過(guò)濾。超濾膜技術(shù)的發(fā)展目前已漸漸變得更為成熟，在廢水處理應(yīng)用中的效果十分明顯。首先化學(xué)的使用量比較少，在處理廢水時(shí)不會(huì)給水源產(chǎn)生大量的污染。此外超濾膜分離可替代傳統(tǒng)中的自然沉淀等工藝流程。在使用超濾膜技術(shù)與各種不同的尖端技術(shù)搭配運(yùn)用，能夠確保其廢水處理的效果，技術(shù)水平層面也能獲得一定的優(yōu)化和創(chuàng)新。超濾膜技術(shù)因其流程短、占地小、消耗低、出水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)廣泛運(yùn)用于污水處理中，比如市政供水系統(tǒng)、食品工業(yè)廢水凈化、海水和苦水預(yù)處理、紡織廢水處理與回收利用、乳化液處分離萃取，含石油污水的處理、污水除色等。超濾膜技術(shù)本質(zhì)上是物理篩選，膜的清水側(cè)水質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，濃水側(cè)雜物不斷累積。超濾運(yùn)轉(zhuǎn)主要包含過(guò)濾、污染物質(zhì)濃縮、膜孔堵塞及濾渣層生成、沖洗、排放。在過(guò)濾初始階段，基于篩分的作用，較大的顆粒物包含膠體粒子、部分化合物、微生物、病毒等被截停，而小分子物質(zhì)及其絕大部分的可溶無(wú)機(jī)鹽則可順利穿過(guò)膜孔。隨著工藝流程的運(yùn)行，被截停處濃度持續(xù)上升，這當(dāng)中一部分吸附于膜表面的多孔結(jié)構(gòu)處濾渣層，在壓力影響下產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)牢固的凝膠層，凝膠層對(duì)一部分小分子物質(zhì)具有一定吸附性；還有一部分物質(zhì)則進(jìn)入到膜孔，會(huì)導(dǎo)致膜孔堵塞，嚴(yán)重影響了膜的過(guò)濾精度，通過(guò)沖洗能消除膜表層的濾渣層，但沖洗會(huì)導(dǎo)致濃水側(cè)一端處污染濃度提高，因而在數(shù)次沖洗后需要排掉污水以緩解污堵。不過(guò)在運(yùn)行中，污堵在所難免，一直以來(lái)都是膜法水處理存在的主要瓶頸問(wèn)題，它會(huì)導(dǎo)致膜通量減少甚至?xí)绊懙侥さ姆蛛x性能，從而減少超濾膜工序的效率。即便膜清洗尤其是化學(xué)清洗能使其通量恢復(fù)正常，然而持續(xù)的化學(xué)清洗會(huì)損害超濾膜處穩(wěn)定性，從而對(duì)其過(guò)濾精度產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)影響，加快膜老化。

第三章超濾技術(shù)在樣品前處理中的應(yīng)用3.1在環(huán)境樣品檢測(cè)中的應(yīng)用3.1.1淡化海水中的應(yīng)用水資源匱乏是當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要化解的問(wèn)題，若是想要這一個(gè)狀況明顯改善，可以采取淡化海水的方法，這是目前提高水資源的重要方式。在淡化海水處理中，可以選用到技術(shù)類(lèi)型有許多，例如電滲技術(shù)、反射技術(shù)等，電滲技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，其效果良好，但回收率比較有限，需要耗費(fèi)大量的能源；而反滲技術(shù)的應(yīng)用能夠改善這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)還可以節(jié)省資金，其應(yīng)用效果十分顯著。在此項(xiàng)技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，超濾膜技術(shù)也能獲得一定的應(yīng)用，讓海水淡化的成效得到保障。3.1.2造紙污水處理中的應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以對(duì)很多種物質(zhì)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾處理，造紙污水之中所存有的木質(zhì)素與漿體同樣也能獲得合理利用，超濾膜的技術(shù)能把這類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行收集處理，通過(guò)濃縮等各種手段讓木質(zhì)素得到再回收利用，而漿體可以用這種方式進(jìn)行更具有針對(duì)性的處理，過(guò)濾以后的廢料通過(guò)加工處理之后，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的需求，從而減少水資源所引起的環(huán)境污染，此外讓資源能夠獲得更高效的使用。因此這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于造紙污水的處理過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)特別優(yōu)質(zhì)的效果。3.1.3含油廢水處理中的應(yīng)用含油廢水是城市發(fā)展中比較常見(jiàn)的污水，主要包括分散油，分散油處理比較簡(jiǎn)單，可以用專(zhuān)業(yè)的機(jī)器來(lái)操作便可，還能使用活性炭過(guò)濾處理，從而使得油含量可以減少。然而乳化油中存有的有機(jī)化合物、活化劑及油份與水資源已充分融為一體，如果使用傳統(tǒng)的技術(shù)工藝，很難做到處理全部的油份，所以需要使用超濾膜技術(shù)將油進(jìn)行分割，并給予統(tǒng)一的處理，深入剖析其中含有的氧化物，來(lái)制定更具有針對(duì)性的處理方案，從而使含油廢水獲得更為高效地處理。3.1.4飲用水處理中的應(yīng)用我國(guó)目前城市廢水排放量比較大，水資源日漸緊缺，大眾對(duì)高品質(zhì)飲用水的需求大幅度提升，在此環(huán)境下，深入開(kāi)展環(huán)保工程的水處理工作極為重要。提高此項(xiàng)工作開(kāi)展的幅度，把較尖端的技術(shù)引入于安全飲水的處理方面，選用超濾膜處理技術(shù)過(guò)濾掉水資源當(dāng)中的污染物質(zhì)及有害物，使水質(zhì)量有一定的確保，在很大程度上滿(mǎn)足大眾對(duì)水源純凈度的需求，給大眾健康帶來(lái)安全保障。3.1.5城市污水處理中的應(yīng)用隨著社會(huì)發(fā)展的步伐不斷加快，各個(gè)行業(yè)在發(fā)展中其污水排放總量也不斷增加，為了可以盡可能減少污水所帶來(lái)的影響，保障我們國(guó)家的城市生態(tài)環(huán)境，則需實(shí)行城市污水處理工作。實(shí)現(xiàn)污水回收利用的需求，保護(hù)生態(tài)環(huán)境同時(shí)，預(yù)防產(chǎn)生水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。超濾膜技術(shù)用于城市污水處理優(yōu)勢(shì)十分明顯。超濾膜技術(shù)能夠?qū)ι钗鬯⒐I(yè)廢水及表面降水進(jìn)行處理，將污水的有害物進(jìn)行過(guò)濾，并且通過(guò)相應(yīng)的處理，使處理之后污水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，防止對(duì)水資源引起過(guò)高污染。另外污水進(jìn)行深入的處理之后，可以給城市居民提供優(yōu)質(zhì)的生活飲用水，促使水資源高效率的運(yùn)用。3.2在食品安全檢測(cè)方面的應(yīng)用超濾膜技術(shù)在食品化工中，不會(huì)造成其它副反應(yīng)產(chǎn)物，保證了食品的安全。一開(kāi)始是用于凈化奶制品和無(wú)菌環(huán)境下過(guò)濾啤酒，至今已在食品行業(yè)中廣泛運(yùn)用。梁勇等闡述了近些年膜分離技術(shù)在水果中的研究成果。超濾技術(shù)能有效留存果汁當(dāng)中的酚類(lèi)化合物和有機(jī)酸，濃縮果汁，還能消除水果酒里的多糖、多酚及固體物，提升酒質(zhì)的純凈度和穩(wěn)定度。超濾膜技術(shù)在食品方面的應(yīng)用通常是水果汁的精煉、凈化、啤酒釀造和營(yíng)養(yǎng)元素的獲取等。有學(xué)者運(yùn)用超濾技術(shù)及褐變控制制造出清澈的青瓜汁。研究表明，青瓜汁經(jīng)過(guò)了微濾后，采用截留相對(duì)分子質(zhì)量5萬(wàn)的聚砜中空超濾膜，在壓力0.3MPa，溫度35℃時(shí)展開(kāi)全回流超濾檢驗(yàn)，水通量最少可以達(dá)到30.23L/（m2·h），且獲得清澈通透的青瓜汁飲料。超濾膜技術(shù)除開(kāi)用于化合物的獲取外，還可以應(yīng)用于殺菌。有學(xué)者將超濾技術(shù)用在醋的殺菌、清澈中，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，可以延長(zhǎng)儲(chǔ)存期。3.3在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用超濾技術(shù)在滿(mǎn)足生物醫(yī)藥領(lǐng)域的諸多需求基礎(chǔ)上，也受到了各種各樣的考驗(yàn)，比如在取得高通量的情況下，優(yōu)化處理程序，減少工序時(shí)長(zhǎng)。通常應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:1、生化制品分離純化、濃縮、除鹽、脫醇2、基因工程產(chǎn)品的分離純化、濃縮、脫鹽3、血清蛋白的分離、濃縮、脫醇4、培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)品的分離、濃縮5、蛋白產(chǎn)品層析前后或干凍前的緩沖溶液置換6、細(xì)胞、菌體及病毒采集7、發(fā)酵物或營(yíng)養(yǎng)液的澄清，除去菌體和細(xì)胞成分8、小分子產(chǎn)品除熱原

第四章總結(jié)近年來(lái)，伴隨國(guó)內(nèi)自然環(huán)境的快速惡化，環(huán)境保護(hù)工程也取得了一定的開(kāi)展，選用各種不同的先進(jìn)的技術(shù)方法，可以有效地提高環(huán)保工作的品質(zhì)及速率。水資源對(duì)人民的生活是不可或缺的一個(gè)重要資源，為了能最大限度改進(jìn)水資源的污染問(wèn)題，全面提升利用效率，就需要高度重視純化處理的相關(guān)規(guī)定，使超濾膜技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工程水處理的應(yīng)用中取得了普遍的使用。鑒于此，本文主要是研究了超濾膜技術(shù)在樣品前處理中的運(yùn)用方法。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)今食品安全愈發(fā)重要。同時(shí)，科技的發(fā)展也引發(fā)了無(wú)數(shù)的食品安全案件，民眾日益重視食品安全問(wèn)題。目前，常用分析技術(shù)的結(jié)果會(huì)受到檢測(cè)時(shí)間、靈敏度、基質(zhì)的干擾和樣品前處理技術(shù)等因素制約。這些因素中，樣品前處理技術(shù)因?yàn)橛绊懛治鼋Y(jié)果的準(zhǔn)確性、靈敏性而影響最大。該過(guò)程是指樣品的制備及對(duì)目標(biāo)組分的提取、除雜和濃縮，使其更易于被檢測(cè)。關(guān)鍵是通過(guò)選擇恰當(dāng)前處理技術(shù)，減少樣品的前處理時(shí)間。但據(jù)以往檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：樣品的前處理時(shí)間最長(zhǎng)，同時(shí)給實(shí)驗(yàn)造成的的誤差占比60%以上。使用相適合的樣品前處理方法不僅有利于降低基體的干擾，還有利于提升檢測(cè)過(guò)程的靈敏度和準(zhǔn)確性。發(fā)展到目前為止，研究中需要更高準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)諸多問(wèn)